ФІЗИКО-ХІМІЧНА

МЕХАНІКА МАТЕРІАЛІВ

ТОМ 50, № 2, 2014

ЗМІСТ

Панасюк В. В. Концепція декогезивного впливу водню на метали...................................... 7

Дмитрах І. М., Лещак Р. Л., Сиротюк А. М., Лутицький О. Л. Вплив об’ємної концентрації водню в металі на особливості деформування низьколегованої трубопровідної сталі....................... 16

Бойко В. М., Гембара О. В. Розрахунок кінетики перерозподілу водню
у біметалічних з’єднаннях.................................................................................................. 24

Саврук M. П., Казберук А. Криволінійні тріщини в анізотропній площині та граничний перехід до виродженого матеріалу................................................................................................................................. 32

Андрейків О. Є., Скальський В. Р., Долінська І. Я., Матвіїв Ю. Я. Визначення періоду докритичного росту тріщин повзучості
за параметрами акустичної емісії..................................................................................... 41

Кунь П. С., Штаюра С. Т., Ленковський Т. М. Визначення коефіцієнта інтенсивності напружень для тріщини поперечного зсуву
у балковому зразку............................................................................................................... 50

Банахевич Ю. В., Драгілєв А. В., Кичма А. О. Діагностування напружено-деформо­ваного стану багатошарових кільцевих зварних з’єднань трубопроводів.................................................................... 54

Стащук М. Г. Оцінювання допустимих розмірів непроварів стільникових тонкостінних елементів        60

Онишко Л. Й., Сенюк М. М., Біда Н. М. Дія неосесиметричного динамічного навантаження на коловий отвір у пружній
нескінченній площині............................................................................................................ 69

Кривий О. Ф. Міжфазнe відшароване включення в кусково-однорідному трансверсально-ізотропному просторі..................................................................................................................................................... 77

Довбня К. М., Крупко Н. А. Пружна взаємодія отвору та поверхневих радіальних тріщин різної довжини в ізотропній пластині.................................................................................................................................... 85

Слободян Б. С., Маланчук Н. І., Мартиняк Р. М., Ляшенко Б. А., Марчук В. Є. Локальне проковзування пружних тіл за наявності газу
в міжконтактному зазорі...................................................................................................... 91

Погрелюк І. М., Федірко В. М., Ткачук О. В., Проскурняк Р. В. Корозійна тривкість титанових сплавів з оксинітридними покривами
в концентрованих неорганічних кислотах..................................................................... 97

Архипов О. Г., Хома М. С., Лифар В. О., Ковальов Д. О. Моніторинг корозійно-механічного руйнування обладнання імпульсно-електрохімічним методом............................................................................. 104

Попович П. В., Маглатюк Л. А., Купович Р. Б. Вплив органічних добрив
на корозійно-електрохімічні характеристики маловуглецевих сталей............... 110

Студент М. М., Шмирко В. В., Клапків М. Д., Лясота І. М., Добровольська Л. Н.
Оцінювання механічних властивостей комбінованих металооксидо­керамічних шарів на алюмінієвих сплавах      116

Суберляк О. В., Красінський В. В., Моравський В. В., Герлах Х., Яховіч Т.
Вплив алюмосилікатного наповнювача на фізико-механічні властивості поліпропілен-полікапроамідних композитів.............................................................................................................................. 122

Мацько І. Й., Яворський І. М., Юзефович Р. М., Маєвські Я. Аналіз вібраційного стану стрижня з тріщиною під дією стохастичних циклічних навантажень......................................................................... 128

 

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ

МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ

ТОМ 50, № 2, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Панасюк В. В. Концепция декогезионного влияния водорода на металлы....................... 7

Дмытрах И. Н., Лещак Р. Л., Сыротюк А. М., Лутицкий А. Л. Влияние объемной концентрации водорода в металле на особенности деформирования низколегированной трубопроводной стали........ 16

Бойко В. Н., Гембара О. В. Расчет кинетики перераспределения водорода в биметаллических соединениях      24

Саврук M. П., Казберук А. Криволинейные трещины в анизотропной плоскости и граничный переход к вырожденному материалу................................................................................................................................ 32

Андрейкив А. Е., Скальский В. Р., Долинская И. Я., Матвиив Ю. Я. Определение периода докритического роста трещин ползучести
по параметрам акустической эмиссии............................................................................ 41

Кунь П. С., Штаюра С. Т., Ленковский Т. М. Определение коэффициента интенсивности напряжений для трещины поперечного сдвига
в балочном образце.............................................................................................................. 50

Банахевич Ю. В., Драгилев А. В., Кычма А. А. Диагностирование напряженно-деформиро­ванного состояния многослойных кольцевых сварных соединений трубопроводов............................ 54

Стащук Н. Г. Оценивание допустимых размеров непроваров сотовых тонкостенных элементов           60

Онышко Л. И., Сенюк М. Н., Бида Н. М. Воздействие неосесимметричной динамической нагрузки на круговое отверстие в упругой бесконечной плоскости.................................................................................... 69

Кривой А. Ф. Межфазноe отслоенное включение в кусочно-однородном трансверсально-изотропном пространстве..................................................................................................................................................... 77

Довбня Е. Н., Крупко Н. А. Упругое взаимодействие отверстия и поверх­ностных радиальных трещин разной длины в изотропной пластине............................................................................................................ 85

Слободян Б. С., Маланчук Н. И., Мартыняк Р. М., Ляшенко Б. А., Марчук В. Е. Локальное проскальзывание упругих тел при наличии газа
в межконтактном зазоре...................................................................................................... 91

Погрелюк И. Н., Федирко В. Н., Ткачук О. В., Проскурняк Р. В. Коррозионная стойкость титановых сплавов с оксинитридными покрытиями в концентрированных неорганических кислотах 97

Архипов А. Г., Хома М. С., Лифар В. А., Ковалев Д. А. Мониторинг коррозионно-механического разрушения оборудования импульсно-электрохимическим методом......................................... 104

Попович П. В., Маглатюк Л. А., Купович Р. Б. Влияние органических удобрений на коррозионно-электрохимические характеристики малоуглеродистых сталей................................................................ 110

 

Студент М. М., Шмырко В. В., Клапкив М. Д., Лясота И. Н.,
Добровольская Л. Н. Оценка механических свойств комбинированных металлооксидокерамических слоев на алюминиевых сплавах....................................................................................................... 116

Суберляк О. В., Красинский В. В., Моравский В. В., Герлах Х., Яхович Т. Влияние алюмосиликатного наполнителя на физико-механические свойства полипропилен-поликапроамидных композитов 122

Мацько И. И., Яворский И. Н., Юзефович Р. М., Маевски Я. Анализ вибрационного состояния стержня с трещиной под воздействием стохастических циклических нагружений........................................ 128

 

PHYSICOCHEMICAL

MECHANICS OF MATERIALS

 

VOLUME 50, № 2, 2014

CONTENTS

Panasyuk V. V. Concept of decohesion hydrogen effect on metals.......................................... 7

РЕЗЮМЕ. Розглянуто деякі концепції взаємодії водню з металами (заліза та його сплавів) за умов навантаження у водневому середовищі, зокрема, їх водневого окрихчен­ня. Цій проблемі присвячена велика кількість досліджень [1–10], в яких запропоновано різні концепції-моделі для обґрунтування механізмів водневого окрихчення металів. Але на їх основі не вдається зрозуміти двоїстий характер дії водню на деформування металів, тобто полегшення їх пластичного деформування та окрихчення. Описано декогезивну концепцію взаємодії водню з металом, на підставі якої можна пояснити процеси пласти­фікування металу на початковій стадії деформування, а під час по­дальшого деформування – і окрихчення. Наведено огляд досліджень у цьому напрям­­ку науковців Фізико-механіч­ного інституту (ФМІ) ім. Г. В. Карпенка НАН України.

РЕЗЮМЕ. Рассмотрены некоторые концепции взаимодействия водорода с металла­ми (железа и его сплавов) при нагружении в водородной среде, в частности, их водород­ного охрупчивания. Этой проблеме посвящено большое количество исследований [1–10], где предложены различные концепции-модели для обоснования механизмов водородного охрупчивания металлов. Однако на их основе нельзя объяснить двойственный характер воздействия водорода на деформирование металлов, т. е. облегчение их пластического деформирования и охрупчивания. Описана декогезионная концепция взаимодействия во­дорода с металлом, на основании которой можно объяснить процессы его пластифициро­вания на начальной стадии деформирования, а при дальнейшем деформировании – и охрупчивания. Приведен обзор исследований по этой проблеме ученых Физико-меха­ни­чес­кого института им. Г. В. Карпенко НАН Украины.

SUMMARY. Some concepts of the interaction of hydrogen with metals (iron and its alloys) under loading in hydrogen environment, in particular of their hydrogen embrittlement are consi­dered. A great number of investigations [1–10] deal with this problem in which different con­cepts-models for substantiating the mechanisms of metal hydrogen embrittlement are pro­posed. However, on their bases it is not possible to understand the ambiguous character of hydrogen influence of metal deformation that is the facilitation of their plastic deformation and embrittlement. The cohesive concept of hydrogen-metal interaction is described, using which it is possible to explain the processes of material plastification at the initial stage of deformation and during the following deformation – the embrittlement. A review of the researches into this problem carried out by the scientists of H. V. Karpenko Physico-Mechanical Institute of the National Academy of sciences is proposed.

 

 

Dmytrakh І. M., Leschak R. L., Syrotyuk А. М., and Lutytskyy О. L.
The influence of bulk hydrogen concentration in metal on peculiarities
of low-alloyed pipeline steel deformation........................................................................... 16

РЕЗЮМЕ. Встановлено особливості деформування низьколегованої трубопровідної сталі у вод­невовмісному середовищі залежно від об’ємної концентрації водню в металі. Ви­яв­лено деяке характеристичне її значення, коли змінюється механізм впливу водню на деформування сталі: нижче цього значення матеріал пластифікується, а вище – окрихчу­ється. Значення  можна розглядати як важливий інженерний параметр для оцінювання міцності та руйнування матеріалів і елементів конструкцій у водневовмісних середови­щах, а також для опрацювання технологій водневої обробки конструкційних матеріалів, щоб оптимізувати їх службові характеристики.

РЕЗЮМЕ. Установлены особенности деформирования низколегированной трубо­проводной стали в водородсодержащей среде в зависимости от объемной концентрации водорода в металле. Выявлено некоторое характеристическое значение этой концентра­ции, когда изменяется механизм влияния водорода на деформирование стали: ниже этого значения водород способствует пластификации материала, а выше – его охрупчиванию. Концентрацию  можно рассматривать как важный инженерный параметр для оцени­вания прочности и разрушения материалов и элементов конструкций в водородсодержа­щих сре­дах, а также при создании технологии водородной обработки конструкционных материа­лов с целью оптимизации их служебных свойств.

SUMMARY. The peculiarities of strain behavior of pipeline steel depending on hydrogen concentration in the metal bulk were studied. The existence of some characteristic value of hydrogen concentration was revealed at which the mechanism of hydrogen influence changes, namely: below this value the enhanced plasticity (decreasing of the yield stress value) takes places and above – the hydrogen embrittlement occurs. The value  can be considered as an important engineering parameter for strength and fracture assessment of materials and structural compo­nents in hydrogenous environments and also when creating the technology of hydrogen treatment of materials with the aim of improvement of their service properties.

 

Boiko V. M. and Hembara O. V. Calculation of hydrogen redistribution kinetics in bi-metal joints    24

РЕЗЮМЕ. Запропоновано алгоритм розв’язування методом скінченних елементів задачі тепло­провідності та дифузії водню зі змінними коефіцієнтами дифузії і розчинності для структурно-неоднорідних матеріалів. Алгоритм апробовано на прикладі розв’язу­вання задачі для біметалічного циліндричного зразка, який, згідно зі стандартом ASTM G146-01, використовують для досліджень на водневу стійкість біметалічних з’єднань. Отримано розподіл концентрації водню у циліндричному зразку з наплав­кою внаслідок охолодження за різних швидкостей після високотемпературного на­воднювання. Показано, що у зоні сплавлення зі сторони наплавлення виникають зо­ни надрівноважного перенасичення воднем, що може спричинити відшарування на­плавлення від основного металу.

РЕЗЮМЕ. Методом конечных элементов решена задача теплопроводности и диффу­зии водорода с переменными коэффициентами диффузии и растворимости водорода для структурно-неоднородных материалов. Алгоритм апробировано на примере решения за­дачи для биметаллического цилиндрического образца, который, согласно стандарта ASTM G146-01, используют для исследований на водородную стойкость биметалличес­ких соеди­нений. Получено распределение концентрации водорода в цилиндрическом об­разце с нап­лавкой в результате его охлаждения при разных скоростях после высокотем­пе­ратурного наводораживания. Показано, что в зоне сплавления со стороны наплавки во­зникают зоны сверхравновесного перенасыщения водородом, которые могут повлечь от­слаивание нап­лавки от основного металла.

SUMMARY. The algorithm of numerical solution of the coupled problem of thermo­elas­ti­city and hydrogen diffusion with variable diffusion and solubility coefficients for structural-inho­mogeneous materials is proposed. The algorithm was approved on the example of the prob­lem solution for a bi-metallic cylindrical specimen that, according to the ASTM G146-01 stan­dard, is used for investigations of hydrogen resistance of bi-metal joints. Hydrogen concentra­tion distribution in the cylindrical specimen with a surfacing as a result of the specimen cooling with different speeds after high-temperature hydrogenation was obtained. It is shown that in the welding zone from the surfacing side the regions of over-equilibrium hydrogen over-saturation appear that can cause the lamination of the surfacing from the base metal.

 

Savruk M. P. and Kazberuk A. Curvilinear cracks in an anisotropic plane
and boundary transition to a degenerated material.......................................................... 32

РЕЗЮМЕ. Встановлено зв’язок між сингулярними інтегральними рівняннями першої основної задачі плоскої теорії пружності для анізотропного тіла з криволінійними тріщи­нами в допоміжній та основній комплексних площинах. За допомогою граничного пере­ходу побудовано інтегральні рівняння задачі для виродженого анізотропного сере­довища з тріщинами, коли комплексні корені характеристичного рівняння кратні. Отримано фор­мули для визначення напруженого стану та знаходження коефіцієнтів інтенсивності нап­ружень у вершинах тріщин через розв’язки інтегральних рівнянь.

РЕЗЮМЕ. Установлена связь между сингулярными интегральными уравнениями первой основной задачи плоской теории упругости для анизотропного тела с криволиней­ными трещинами в вспомогательной и основной комплексных плоскостях. С помощью граничного перехода построены интегральные уравнения задачи для вырожденной ани­зотропной среды с трещинами, когда комплексные корни характеристического уравнения кратные. Получены формулы для определения напряженного состояния и коэффициентов интенсивности напряжений в вершинах трещин через решения интегральных уравнений.

SUMMARY. The relationship between the singular integral equations of the first basic boundary value problem of the plane theory of elasticity for an anisotropic body with curvilinear cracks in the auxiliary and main complex planes is established. The integral equations of the problem for degenerate anisotropic medium with cracks are constructed when the complex roots of the characteristic equation are multiple. The formulas for determining the stress state and the stress intensity factors at the crack tips in the terms of the integral equations solutions are obtained.

 

Andreikiv O. Ye., Skalskyi V. R., Dolinska I. Ya., and Matviiv Yu. Ya. Determination of the period of subcritical creep crack growth
by acoustic emission parameters.......................................................................................... 41

РЕЗЮМЕ. Визначено період докритичного росту тріщин низькотемпературної пов­зучості за параметрами сигналів акустичної емісії. Розроблено спосіб побудови кінетич­них діаграм росту таких тріщин методом акустичної емісії.

РЕЗЮМЕ. Определен период докритического роста трещин низкотемпературной ползучести по параметрам сигналов акустической эмиссии. Разработан способ построе­ния кинетических диаграмм роста таких трещин с помощью метода акустической эмиссии.

SUMMARY. The period of subcritical growth of low-temperature creep cracks is evaluated by the parameters of acoustic emission signals. The method of construction of kinetic diagrams of such crack growth using the method of acoustic emission is developed.

 

Kun P. S., Shtayura S. T., and Lenkovskyi T. M. Evaluation of the stress intensity factor for transverse shear cracks in a beam specimen.................................................................................................................................... 50

РЕЗЮМЕ. З використанням методу суперпозицій напружених станів встановлено формулу для визначення коефіцієнта інтенсивності напружень поперечного зсуву K_ІІ у балковому зразку двотаврового перерізу. Порівняння розрахункових результатів із теоретич­ни­ми, отриманими раніше методом скінченних елементів, вказує на задовільну їх збіж­ність у широкому діапазоні відносних довжин тріщини.

РЕЗЮМЕ. Используя метод суперпозиций напряженных состояний установлена формула для определения коэффициента интенсивности напряжений поперечного сдвига K_ІІ в балочном образце двутаврового сечения. Сравнение расчетных результатов с тео­ре­тическими, полученными ранее методом конечных элементов, указывает на удовлетво­ри­тельную их сходимость в широком диапазоне относительных длин трещины.

SUMMARY. Using the method of superposition of stress states the formula for determining the stress intensity factor K_ІІ in the transverse shear of I-beam specimen is established. The cal­culated results are compared with the theoretical ones previously obtained by the finite element method, thus indicating their satisfactory convergence in a wide range of the relative crack lengths.

 

Banakhevych Yu. V., Dragiliev A. V., and Kychma A. O. Diagnostics
of the stress-strain state of multi-layer ring welded joints of pipelines........................... 54

РЕЗЮМЕ. В межах теорії оболонок побудовано математичну модель, що описує осе­симетрич­ний напружено-деформований стан багатошарових кільцевих зварних з’єднань труб під дією локалізованих біля шва залишкових несумісних деформацій. Залишкові на­пруження визначали на основі розв’язку обернених задач теорії оболонок з власни­ми напруженнями та експериментальної інформації, отриманої методом спекл-ін­терферо­метрії. Створено дослідницьке устаткування і програмне забезпечення, які дають можли­вість визначати і відтворювати залишкові напруження в зоні багато­ша­рового зварного з’єднання. Наведені графічні залежності колових залишкових на­пружень від відстані до осі шва.

РЕЗЮМЕ. В рамках теории оболочек построена математическая модель, которая описывает осесимметричное напряженно-деформированное состояние многослойных кольцевых сварных соединений труб под действием локализированных возле шва оста­точных несовместимых деформаций. Остаточные напряжения определяли на основе ре­шения обратных задач теории оболочек с собственными напряжениями с использованием экспериментальной информации, полученной методом спекл-интерферометрии. Создано исследовательское оборудование и программное обеспечение, дающие возможность опре­делять и воспроизводить остаточные напряжения в зоне многослойного сварного соеди­нения. Приведены графические зависимости кольцевых остаточных напряжений от рас­стояния к оси шва.

SUMMARY. The mathematical model is built in the frame of the shell theory, which de­scribes the axial-symmetric stress-strain state of the multilayer circumferential welded joints of pipes under action of residual incompatible deformations localized near the weld. The residual stresses were evaluated based on the solution of the inverse problems of the shell theory with own stresses using the experimental data obtained by the speckle interferometry method. The experimental devices and software were created that allow the evaluation and representation of the residual stresses in the area of multilayer welded joint. The graphic dependences of circum­ferential residual stresses, depending on the distance from the weld axis are presented.

 

Stashchuk M. H. Evaluation of the admissible sizes of faulty fusions
of thin-walled cell elements.................................................................................................... 60

РЕЗЮМЕ. Встановлено напружено-деформований стан біля технологічних тріщино­подібних непроварів у стільниковому елементі. Отримано формулу розрахунку коефіці­єнтів інтенсивності напружень для тріщиноподібного непровару та знайдено його критич­ну довжину. Виявлено, що непровари довжиною до половини товщини стінки еле­мента не впливають на міцність стільникових виробів.

РЕЗЮМЕ. Установлено напряженно-деформированное состояние возле технологи­ческих трещиноподобных непроваров в сотовом элементе. Получена формула расчета коэффициентов интенсивности напряжений для трещиноподобного непровара и найдено его критическую длину. Установлено, что непровары длиной до половины толщины стен­ки элемента не влияют на прочность сотовых изделий.

SUMMARY. The stress-strain state at the technological crack-like faulty fusions in a cell element was established. The formula calculating the stress intensity factors K₁ for the crack like faulty fusion was found and its critical length was calculated. It was established that faulty fusions of the length to half of the wall thickness does not affect the strength of cellular products.

 

Onyshko L. Yo., Senyuk М. М., and Bida N. M. Action of nonaxisymmetrical dynamic loading on the circumferential hole in an elastic infinite plane................................................................................................................. 69

РЕЗЮМЕ. Отримано розв’язок плоскої динамічної задачі теорії пружності про дію неосесимет­ричного навантаження на краю колового отвору в нескінченній площині. Для роз­в’язування задачі використано модифікований метод скінченних різниць за часом та метод рядів Фур’є за кутовою змінною. Знайдено розподіл напружень та числово розра­ховано концентрацію напружень на краю колового отвору залежно від часу за різних кое­фіцієнтів Пуассона для розподіленого за певним законом навантаження.

РЕЗЮМЕ. Получено решение плоской динамической задачи теории упругости о воздействии неосесимметричной нагрузки на круговое отверстие в бесконечной плос­ко­сти. Для решения задачи использовано модифицированный метод конечных разностей по времени и метод рядов Фурье по угловой переменной. Найдено распределение напря­жений и проведен численный расчет концентрации напряжений на краю кругового отвер­стия, находящегося под действием распределенного за некоторым законом нагружения, в зависимости от времени для различных коэффициентов Пуассона.

SUMMARY. The modified finite difference method with respect to time and the Fourier series method with respect to the angular variable are used to solve the plane dynamic elas­tic problem on action of symmetrically located nonaxisymmetrical loading on the circular hole boundary in an infinite plane. The stress distributions for the assigned problem are found. The numerical calculation of stress concentration distribution at the hole boundary depending on time for diffe­rent Poisson’s ratios and the loading distributed by certain laws is carried out.

 

Kryvyy O. F. The interface laminated inclusion in a piece-wise non-uniform transversally isotropic space      77

РЕЗЮМЕ. Розв’язано в явному вигляді неосесиметричну задачу про кругове міжфаз­не відша­роване включення в кусково-однорідному трансверсально-ізотропному середо­вищі за довільного навантаження. Встановлено асимптотики розв’язків, отримано вирази для узагальнених коефіцієнтів інтенсивності напружень на межі включення, а також їх значення для деяких поєднань трансверсально-ізотропних матеріалів.

РЕЗЮМЕ. Построено в явном виде решение неосесимметричной задачи о круговом межфазном отслоившемся включении в кусочно-однородном трансверсально-изотропном пространстве при произвольной нагрузке. Получены асимптотики решений, выражения для обобщенных коэффициентов интенсивностей напряжений на границе включения, а также их значения для некоторых сочетаний трансверсально-изотропных материалов.

SUMMARY. The solution of a non-axisymmetric problem on the circular interface delami­nated inclusion in the non-uniform transversally isotropic space under different loading was constructed in the explicit form. The asymptotic of solutions, expressions for the generalized stress intensity factors at the inclusion boundary and also the value of the indicated coefficients for some combinations of the transversally isotropic materials was obtained.

 

Dovbnya K. M. and Krupko N. A. Elastic interaction of a hole and four surface cracks of different length in an isotropic plate..................................................................................................................................................... 85

РЕЗЮМЕ. Розглянуто взаємовплив чотирьох поверхневих тріщин і кругового отвору в тонкій ізотропній пластині. Для розв’язання задачі використано метод граничних інте­гральних рівнянь та модель лінійних пружин. Систему граничних інтегральних рів­нянь для цієї задачі розв’язано числово методом механічних квадратур. Встановлено взаємо­вплив дефектів за їх близького розташування. Обчислено коефіцієнти інтен­сивності нап­ружень у вершинах тріщин і коефіцієнти концентрації напружень на контурі отвору.

РЕЗЮМЕ. Рассмотрено взаимовлияние четырeх поверхностных трещин и кругового отверстия в тонкой изотропной пластине. Для решения задачи использованы метод гра­ничных интегральных уравнений и модель линейных пружин. Система граничных инте­гральных уравнений для этой задачи решена численно методом механических квадратур. Установлено взаимовлияние дефектов при их близком расположении. Вычислены коэф­фициенты интенсивности напряжений в вершинах трещин и коэффициенты концентра­ции напряжений на контуре отверстия.

SUMMARY. The case of interaction of four surface cracks and a circular hole in a thin isotropic plate was considered. To solve this problem, the method of the boundary integral equa­tions and the line-spring model were applied. The system of the boundary integral equations for this problem was solved numerically by the method of mechanical quadratures. The influence of defects on each other are demonstrated when they are close together. The stress intensity factors at the crack tip and the stress concentration factors at the hole contour are calculated.

 

Slobodian B. S., Malanchuk N. I., Martynyak R. M., Liashenko B. A.,
and Marchuk V. Ye. Local slip of elastic bodies in the presence of gas
in the intercontact gap............................................................................................................ 91

РЕЗЮМЕ. Досліджено контакт двох пружних тіл з однакових матеріалів, одне з яких має пологу виїмку, з урахуванням тиску газу в міжконтактному зазорі та локального фрик­ційного проковзування поверхонь в околі його кінців. Задачу зведено до системи двох сингу­лярних інтегральних рівнянь відносно функції висоти міжконтактного зазору та зсуву повер­хонь на зазорі і ділянках проковзування, одне з яких розв’язано аналітично, а інше – число­во. Проаналізовано залежності довжини ділянок проковзування, контакт­них напружень та відносного зсуву поверхонь від прикладених навантажень.

РЕЗЮМЕ. Исследован контакт двух упругих тел из одинаковых материалов, одно из которых имеет поверхностную выемку, с учетом давления газа в межконтактном зазоре и локального фрикционного проскальзывания поверхностей в окрестности его концов. За­дача сведена к системе двух сингулярных интегральных уравнений относительно функ­ции высоты межконтактного зазора и сдвига поверхностей на зазоре и участках проскаль­зывания. Решение первого уравнения найдено аналитически, а второе решено численно. Проанализированы зависимости длины зазора, участка проскальзывания и контактных напряжений от приложенной нагрузки.

SUMMARY. The friction contact interaction between two solids made of the same isotropic materials, one of which possesses a surface shallow groove, with account of the presence of gas in intercontact gap, under sequential application of a normal and shear load is investigated. Local slip of boundaries is caused by shear forces. The contact problem is reduced to the system of Cauchy-type singular integral equations for the intercontact gap height and relative shift of the bo­undaries at the slip zone, first of them is solved analytically, the second one – numerically. The de­pendences of the gap length slip zone size and contact stresses on the applied loading are analyzed.

 

Pohrelyuk I. M., Fedirko V. M., Tkachuk O. V., and Proskurnyak R. V. Corrosion resistance of titanium alloys with oxynitride coatings
in concentrated inorganic acids............................................................................................. 97

РЕЗЮМЕ. Досліджено корозійну поведінку титанових сплавів ВТ1-0, ВТ6с і ВТ14 після термо­дифузійного оксинітрування в 20- і 30%-их водних розчинах хлоридної кис­лоти, а також в 40-; 80- і 85%-их сульфатної. Встановлено, що оксинітридні покриви ефек­тивніше захищають титанові сплави, ніж оксидні та нітридні, що пов'язано з особли­востями структури та хімічного зв’язку між атомами в кристалічній гратці оксиніт­риду титану. Виявлено, що сформований оксинітридний шар забезпечує високу ко­розійну тривкість титанових сплавів у хлоридній кислоті, а шарувата структура, яка містить ок­сидний та оксинітридний складники, – у сульфатній.

РЕЗЮМЕ. Исследовано коррозионное поведение титановых сплавов ВТ1-0, ВТ6с и ВТ14 после термодиффузионного оксинитрирования в 20- и 30%-ых водных растворах хлоридной кислоты, 40-, 80- и 85%-ых сульфатной. Установлено, что оксинитридные покрытия более эффективны, чем оксидные и нитридные, что связано с особенностями структуры и химической связи между атомами в кристаллической решетке оксинитрида титана. Выявлено, что сформированный оксинитридный слой обеспечивает высокую кор­розионную стойкость титановых сплавов в хлоридной кислоте, а слоистая структура, со­держащая оксидную и оксинитридную составляющие, – в сульфатной.

SUMMARY. The corrosion behaviour of ВТ1-0, ВТ6с and ВТ14 titanium alloys after ther­modiffusion oxynitriding in 20 and 30% aqueous solutions of hydrochloric acid, 40; 80 and 85% sulphuric acid was investigated. It was established that oxynitride coatings are more effective than oxide and nitride alloys. This is related with the peculiarities of the struc­ture and chemical bonds between atoms in the titanium oxynitride crystalline lattice. It is shown that the oxynitride layer formed during oxynitriding provides the high corrosion resistance of titanium alloys in hydrochloric acid, while the laminated structure, containing oxide and oxyni­tride components, – in sulphuric acid.

 

Arkhipov O. H., Khoma M. S., Lyfar V. O., and Kovalyov D. O. Monitoring
of corrosion-mechanical fracture of equipment using the pulse-electrochemical method          104

Резюме. Описано новий спосіб електрохімічного імпульсного контролю корозійно-механіч­ного руйнування технологічних об’єктів, які експлуатуються в середовищі рідких електролітів у хімічній та нафтопереробній галузях, зокрема технічного стану об­ладнання, і прогнозування його залишкового ресурсу за зміною з часом різниці по­тенціалів та інтенсивністю появи електричних імпульсів руйнування.

Резюме. Описан новый способ электрохимического импульсного контроля корро­зион­но-механического разрушения технологических объектов, эксплуатируемых в среде жидких электролитов в химической и нефтеперерабатывающей отраслях, в частности, технического состояния оборудования и прогнозирования его остаточного ресурса по изменению разницы потенциалов во времени и интенсивности появления импульсов разрушения.

SUMMARY. The new method of electrochemical pulse control of corrosion-mechanical fracture of technological objects, operating in the environment of liquid electrolytes in chemical and oil-processing industry, in particular, the technical state of equipment and prediction of its residual life by the change of potentials difference and by the intensity of fracture pulses appearance, is described.

 

Popovych P. V., Mahlatyuk L. A., and Kupovych R. B. The influence of organic manures on corrosion-electrochemical characteristics of low-carbon steels.................................................................................... 110

РЕЗЮМЕ. Виявлено, що середовище рідкого та змішаного гною має низьку коро­зійну актив­ність стосовно сталей 20 та Ст.3. Спостережувані незначні локальні корозійні по­шкоди зумовлені налипанням завислих частинок (солома, насіння тощо). Швидкість корозії цих сталей за першу добу експозиції у відфільтрованому гної становить ли­ше 0,032...0,040 mm/year, що в 3–4 рази нижче порівняно із модельним розчином дощової води. Подальше зниження швидкості до 0,003 mm/year може бути пов’язане з інгібуваль­ними властивостями хімічних складників гною. Корозія сталей 20 та Ст.3 в обох видах гною протікає за електрохімічним механізмом. Стаціонарні потен­ціали обох сталей в цих середовищах, порівняно із дистильованою водою, зміщені в область від’ємніших значень, а струми корозії в 4–5 разів нижчі. Константи Тафеля вищі, ніж у дистильованій воді, що свідчить про утруднення обох електродних реак­цій порівняно із модельним середовищем.

РЕЗЮМЕ. Выявлено, что среда жидкого и смешанного навоза оказывает слабое кор­розионное воздействие на стали 20 и Ст.3. Наблюдаемые незначительные локальные кор­розионные повреждения вызваны налипанием взвешенных частиц (солома, семена и др.). Скорость коррозии этих сталей в профильтрованном навозе после первых суток экс­пози­ции составляет лишь 0,032...0,040 mm/year, что в 3–4 раза ниже, чем в модельном раство­ре дождевой воды. Последующее снижение скорости до 0,003 mm/year может быть связа­но с ингибирующими свойствами химических составляющих навоза. Коррозия ста­лей 20 и Ст.3 в обеих видах навоза протекает по электрохимическому механизму. Стацио­нарные потенциалы этих сталей в данных средах по сравнению с дистиллированной во­дой сме­щены в сторону более отрицательных значений, а токи коррозии в 4–5 раз ниже. Констан­ты Тафеля для этих сталей более высокие, чем в дистиллированной воде, что ука­зывает на затруднение обеих электродных реакций.

SUMMARY. It was established that media of the liquid and mixed manure had a weak cor­rosion effect on steel 20 and Ст.3. The insignificant corrosion damages were observed to be caused by the adhesive suspended particles (straw, seeds and others). Corrosion rate of those steels in the filtered manure after the first day of exposition is only 0.032…0.040 mm/year, that is in 3–4 times lower than in the model solution of rainy water. Next reduction of the rate to 0.003 mm/year can be connected with inhibiting properties of manure chemical components. Corrosion of 20 and Ст.3 steels in two kinds of manure runs by the electrochemical mechanism. Stationary potentials of those steels in the present media in comparison with distilled water shift to more negative values, corrosion currents are in 4–5 times lower. The Tafel constants of those steels are higher than in distilled water, thus indicating complication of both electrode reactions.

 

Student M. M., Shmyrko V. V., Klapkiv M. D., Lyasota I. M., and Dobrovolska L. N. Assessment of the mechanical properties of combined metal oxide ceramic layers on aluminum alloys.......................................... 116

РЕЗЮМЕ. Досліджено фізико-механічні властивості металооксидокерамічних шарів на алюмі­нієвих сплавах і електрометалізаційних алюмінієвих покривах методами інден­туван­ня, склерометрії та комбінованим електрохімічним і акустично-емісійним методом. За допомогою цих методів виявлено позитивний вплив міді на фізико-механічні власти­вості оксидокерамічних шарів. Встановлено, що за наявності міді в оксидоке­рамічному шарі підвищуються його модуль пружності, мікротвердість та мікроплас­тичність.

РЕЗЮМЕ. Исследовано физико-механические свойства металлооксидокерамических слоев на алюминиевых сплавах и електрометаллизационных покрытиях методами инден­тирования, склерометрии и комбинированным електрохимическим совокупно из акусти­ческим методом. С помощью этих методов выявлено положительное влияние меди на фи­зико-механические характеристики оксидокерамических слоев. Доказано, что за присут­ствия меди в оксидокерамическом слое повышаются его модуль упругости, микротвер­дость и микропластичность.

SUMMARY. The physical and mechanical properties of the metal oxide layers on the aluminum alloys and on the arc sprayed aluminum coatings were investigated using the indenter and sclerometrical methods and the combined electrochemical and acoustic emission methods. The positive effect of the copper on the physical and mechanical properties of the metal oxide layers was revealed using these methods. It was shown that the presence of cooper in the oxide ceramic layers increases the microhardness and micro­plasticity and also its elasticity modulus.

 

Suberlyak O. V., Krasinskyi V. V., Moravskyi V. V., Gerlach H., and Jachovicz Т. The effect of aluminosilicate filler on the physico-mechanical characteristics of polypropylene-polycaproamide composites.............. 122

Резюме. Розроблено композити на основі сумішей поліпропілену з полікапро­амі­дом ПА-6 та алюмосилікатного нанонаповнювача монтморилоніту, щоб одержати нові конструк­ційні матеріали. Встановлено вплив концентрації компонентів композиції на фізико-механічні, деформаційні та релакса­ційні властивості композитів.

Резюме. Разработаны композиты на основе смесей полипропи­ле­на с поликапро­амидом ПА-6 и алюмосиликатного нанонаполнителя монтморилло­нита для получения новых конструкционных материалов. Установлено вли­я­ние концентрации компонентов композиции на физико-механические, деформационные и релаксационные свойства полу­ченных композитов.

Summary. The composites are developed on the basis of polypropylene with polycaproa­mide PA-6 mixtures and aluminosilicate montmorillonite as nanofiller to obtain new structural materials. The influence of composition components concentration on the physico-mechanical, strain and relaxation characteristics of the obtained composites is determined.

 

Matsko I. Yo., Javorskyj I. M., Yuzefovych R. M., and Majewski J. Analysis
of vibration state of a cracked beam under stochastic cyclic loadings....................... 128

РЕЗЮМЕ. На основі числових розв’язків нелінійного диференціального рівняння ІІ-го порядку проаналізовано коливання стрижня під дією стохастичної вимушувальної сили. Встановлено, що за появи тріщини коливання набувають властивостей періодичної нестаціонарності. Показано, що в режимі суперрезонансу характеристики нестаціо­нар­ності другого порядку є чутливішими до розвитку тріщини, ніж характеристики детермі­нованої складової. Використання діагностичних ознак, побудованих на їх основі, дає змогу виявляти тріщини вже за малих довжин.

РЕЗЮМЕ. На основе численных решений нелинейного дифференциального уравне­ния второго порядка проанализировано колебание стержня под действием стохастической вынуждающей силы. Установлено, что при появлении трещины колебания приобретают свойства периодической нестационарности. Показано, что в режиме суперрезонанса ха­рактеристики нестационарности второго порядка более чувствительны к развитию тре­щин, чем характеристики детерминированной составляющей. Использование диагности­ческих признаков, построенных на их основе, дает возможность выявлять трещины уже при малых длинах.

SUMMARY. On the base of numerical solutions of non-linear differential equation of the second order the oscillations of a beam loaded by stochastic excitation force are analyzed. It is found that because of crack appearance the oscillations acquire properties of periodic non-statio­narity. It is shown that in the case of super-resonance the characteristics of non-stationarity of the second order are more sensitive to the crack growth than the characteristics of deterministic part. The use of the diagnostic characters built on their base enable the detection of small cracks.